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高速切削刀具磨損壽命的研究

關鍵詞 高速切削刀具 , 磨損壽命|2011-05-31 15:59:14|應用技術|來源 中國磨料磨具網(wǎng)
摘要 PCBN刀具高速切削鑄鐵時主要發(fā)生化學磨損,導致前刀面出現(xiàn)月牙洼磨損。試驗證明,通過改變CBN含量和刀具幾何參數(shù),以降低切削溫度和減小切屑接觸長度(時間),可減小化學磨損速率,避免...
  PCBN刀具高速切削鑄鐵時主要發(fā)生化學磨損,導致前刀面出現(xiàn)月牙洼磨損。試驗證明,通過改變CBN含量和刀具幾何參數(shù),以降低切削溫度和減小切屑接觸長度(時間),可減小化學磨損速率,避免前刀面月牙洼磨損。一般認為,CBN刀具的磨損是由于切削過程中的高溫、高壓、切屑與前刀面間的摩擦以及工件材料中有關化學元素與之發(fā)生粘結、親和而引起的,即其磨損機制主要包括:
  ①氧化磨損和相變磨損。CBN刀具高速切削時的平均切削溫度可達1000~1200℃,在此高溫下,即使在常壓和空氣氣氛中也足以使CBN刀具刀尖區(qū)產(chǎn)生氧化、放氮甚至相變。而CBN刀具一經(jīng)氧化和相變即會喪失其切削能力。
  ②粘結磨損。在一定壓力和高溫條件下,刀尖與被加工材料接觸區(qū)隨著切屑不斷流出,雙方均不斷裸露出新的表面。盡管CBN對Fe族元素有較高化學惰性,但對其它元素并非如此,當條件適合時,會使CBN活性增加、惰性降低,隨著與合金元素的親和傾向不斷增加,將導致出現(xiàn)粘結磨損。這種磨損一般表現(xiàn)為微粒脫落,當?shù)都鈪^(qū)溫度高達1200℃左右時,局部CBN顆粒將呈現(xiàn)“半熔化”狀態(tài),從而使粘結磨損大大加劇。
  ③摩擦磨損。工件與刀具之間的高速相對運動會使CBN刀具發(fā)生摩擦磨損。
  ④顆粒剝落與微崩刃。由于CBN刀具是由無數(shù)細小的CBN顆粒構成,顆粒之間呈晶界間的精細裂紋連接,且存在不均勻的內應力,因此當高溫切屑流摩擦刮研CBN刀尖時,會因工件材料硬度不均或存在硬質點所產(chǎn)生的微沖擊而造成CBN顆粒脫落或產(chǎn)生微崩刃。 造成CBN刀具磨損的上述多種因素并非只是獨立存在、單獨作用,而是相互影響、共同加劇,如氧化磨損和相變磨損必然伴隨著粘結磨損,并出現(xiàn)摩擦磨損、剝落磨損和微崩磨損。
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